專利名稱：成分測量裝置和芯體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成分測量裝置，尤其涉及到這樣一種用于在血液檢查中通過用穿刺針刺穿樣本采樣部分例如指尖而采集血樣以及測量血液中的特定成分例如葡萄糖的數(shù)量的成分測量裝置。另外，本發(fā)明涉及一種將以被安裝在用于測量例如血糖水平的成分測量裝置中的狀態(tài)加以使用的芯體。
背景技術(shù)：
近年來，隨著糖尿病患者數(shù)量的增加，已經(jīng)建議進行血糖的自我測量，即，由患者自己監(jiān)控其血糖水平的日常變化。
血糖水平的測量是通過使用血糖測量裝置來進行的，即，安裝根據(jù)血液中的血糖量經(jīng)過顯色的試紙，將血液供給試紙并使其在試紙上逐步擴散，以及用光學方法測量顯色的程度(比色法)，由此量化血糖水平。
作為在測量之前由患者自己采集血樣的方法，在實踐中采取這樣的做法，即，通過使用包括穿刺針或小刀的穿刺裝置刺破指尖等處的皮膚，隨后用手指等向刺破部分的周圍施加壓力，由此從刺破部分中擠出血液。
然而，主要用作樣本采樣部分的指尖具有以下問題。也就是說，一方面，由于指尖上集中著毛細血管，因此指尖適用于采集血樣，但是另一方面，神經(jīng)也集中在指尖上，這會伴隨著血液采樣而帶來疼痛。因此，從指尖處采集血樣會使患者感到劇痛并且成為負擔，而且會伴隨著由穿刺帶來的恐懼，導致許多患者無法繼續(xù)進行血糖的自我測量。
另外，由于要獨立地進行穿刺操作、血液采樣操作以及測量操作，因此傳統(tǒng)的血糖測量的可操作性很差。
另外，在使用上述方法時，可能在某些情況下很難有效地獲得血液。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是提供一種成分測量裝置，使用該成分測量裝置可以更安全地在短時間內(nèi)對血液的預定成分進行測量。
通過以下(1)至(15)中所述的本發(fā)明可實現(xiàn)上述第一目的。
(1)一種通過在其中安裝具有穿刺針的芯體來使用的成分測量裝置，它包括樣本采樣部分施加部分，其上放置將會被刺破的樣本采樣部分；穿刺部件，用于移動穿刺針以使其刺穿放在樣本采樣部分施加部分上的樣本采樣部分；減壓部件，用于使由穿刺針刺破的樣本采樣部分的刺破部分與穿刺針的包含空間一起處于減壓狀態(tài)；測量部件，用于測量從刺破部分中采樣的血液中的預定成分的量；以及芯體回縮機構(gòu)，用于沿遠離樣本采樣部分的方向移動芯體并同時保持由減壓部件產(chǎn)生的減壓狀態(tài)。
(2)如上面段落(1)中所述的成分測量裝置，其中，芯體的移動是根據(jù)在芯體安裝于其中的狀態(tài)下的穿刺部件來進行的。
(3)如上面段落(1)或(2)中所述的成分測量裝置，其中，利用由減壓部件的操作而產(chǎn)生的減壓力來操作所述芯體回縮機構(gòu)。
(4)如上面段落(1)至(3)中之一所述的成分測量裝置，其中，芯體回縮機構(gòu)包括減壓腔室，以及至少一個用于使減壓腔室與容納空間之間相通的具有高通氣阻力的通道，以及減壓腔室中的壓力通過所述通道被降低，從而沿遠離樣本采樣部分的方向移動芯體。
(5)如上面段落(1)或(2)中所述的成分測量裝置，其中，所述芯體回縮機構(gòu)具有用于電力驅(qū)動的驅(qū)動源，并且所述芯體回縮機構(gòu)由驅(qū)動源的驅(qū)動操作。
(6)如上面段落(5)中所述的成分測量裝置，其中，所述驅(qū)動源是螺線管。
(7)如上面段落(1)至(6)中之一所述的成分測量裝置，其中，所述芯體回縮機構(gòu)具有偏壓部件，并且當取消所述芯體回縮機構(gòu)的操作時，由偏壓部件使所述芯體返回其在所述芯體回縮機構(gòu)操作之前的位置。
(8)如上面段落(1)至(7)中之一所述的成分測量裝置，其中，所述成分測量裝置包括一個用于保持芯體并將穿刺部件裝入其中的殼體，以及所述減壓部件使殼體中的容納空間處于減壓狀態(tài)。
(9)如上面段落(1)至(8)中之一所述的成分測量裝置，其中，可基本上同時地開始所述穿刺部件的操作和所述減壓部件的操作。
(10)如上面段落(1)至(9)中之一所述的成分測量裝置，其中，所述芯體回縮機構(gòu)繼所述減壓部件的操作之后被操作。
(11)如上面段落(1)至(10)中之一所述的成分測量裝置，包括用于確定由所述芯體回縮機構(gòu)移動芯體的距離的移動距離確定部件。
(12)如上面段落(1)至(11)中之一所述的成分測量裝置，其中，所述芯體具有用于與所述樣本采樣部分形成接觸的接觸部分，并且所述芯體以這樣一種方式得到使用，即，設(shè)在接觸部分內(nèi)側(cè)上的開口被所述樣本采樣部分封閉。
(13)如上面段落(12)中所述的成分測量裝置，其中，所述樣本采樣部分施加部分具有一個樣本采樣部分施加表面，以及在所述芯體被安裝在所述成分測量裝置中的狀態(tài)下，所述接觸部分的遠端位于與所述樣本采樣部分施加表面基本上相同的位置處或從所述樣本采樣部分施加表面略微伸出。
(14)如上面段落(1)至(13)中之一所述的成分測量裝置，其中，所述芯體包括試紙以及用于將血液供應到所述試紙上的血液通道。
(15)如上面段落(1)至(14)中之一所述的成分測量裝置，其中，所述試紙是一種用于血糖測量的試紙。
另外，本發(fā)明的第二個目的在于提供一種芯體，利用所述芯體可以可靠地采集樣本。
通過在以下段落(16)到(27)中所述的本發(fā)明可實現(xiàn)上述第二目的。
(16)一種芯體，包括一個具有內(nèi)腔部分的芯體主體；以及一個環(huán)形突出的接觸部分，其形成于芯體主體的遠端并且使樣本采樣部分與其發(fā)生接觸，其中，至少所述接觸部分的遠端部分的厚度沿從其近端朝向其遠端的方向逐漸減少。
(17)如上面段落(16)中所述的芯體，其中，所述接觸部分的遠端是尖銳的。
(18)如上面段落(16)或(17)中所述的芯體，其中，所述接觸部分包括一個位于其內(nèi)側(cè)上的內(nèi)壁表面以及一個位于其外側(cè)上的外壁表面，以及所述內(nèi)壁表面和/或所述外壁表面是錐形的，從而所述接觸部分的厚度是變化的。
(19)如上面段落(18)中所述的芯體，其中，在接觸部分的所述遠端附近所述內(nèi)壁表面和所述外壁表面之間的角度為0.5至60°。
(20)如上面段落(16)至(19)中之一所述的芯體，其中，所述芯體主體部分在其遠端部分的外圓周上具有一個凸緣，以及所述接觸部分的遠端沿遠端的方向從凸緣的遠端表面上突出。
(21)如上面段落(16)至(20)中之一所述的芯體，其中，所述接觸部分的高度為0.1至5mm。
(22)如上面段落(16)至(21)中之一所述的芯體，其中，所述接觸部分在其遠端處設(shè)有一個被做成打開所述內(nèi)腔部分的開口，以及芯體在這樣的情況下使用，即，在開口被所述樣本采樣部分封閉的狀態(tài)下，通過減少內(nèi)腔部分內(nèi)部的壓力，在吸力的作用下將所述樣本采樣部分吸引在開口上。
(23)如上面段落(22)中所述的芯體，其中，所述開口的開口面積為10到50mm2。
(24)如上面段落(16)至(23)中之一所述的芯體，包括一個穿刺針，它具有穿過內(nèi)腔部分以便刺穿樣本采樣部分的針尖。
(25)如上面段落(24)中所述的芯體，其中，所述針尖可移動到在所述接觸部分的遠端附近或超過所述接觸部分的遠端的位置。
(26)如上面段落(16)至(25)中之一所述的芯體，包括試紙以及用于將樣本供應到試紙上的樣本通道。
(27)如上面段落(16)至(26)中之一所述的芯體，所述芯體在被安裝在成分測量裝置中的狀態(tài)下使用。
此外，本發(fā)明提供了以下的芯體和成分測量裝置。
(28)如上面段落(27)中所述的芯體，其中，所述成分測量裝置是一種如上面段落(1)至(15)中之一所述的成分測量裝置。
(29)如上面段落(1)至(15)中之一所述的成分測量裝置，其中，所述芯體是一種如上面段落(16)至(26)中之一所述的芯體。


圖1為表示根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置的第一實施例的結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖2為表示本發(fā)明(根據(jù)本發(fā)明的芯體的第一實施例)中所使用的芯體的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。
圖3為垂直剖視圖，示出了(在將芯體安裝于殼體中之前的狀態(tài)下)設(shè)在成分測量裝置的第一實施例中的穿刺部件和其中裝有該穿刺部件的殼體的結(jié)構(gòu)。
圖4為垂直剖視圖，示出了(在將芯體安裝于殼體中的狀態(tài)下)設(shè)在成分測量裝置的第一實施例中的穿刺部件和其中裝有該穿刺部件的殼體的結(jié)構(gòu)。
圖5為表示(在操作穿刺部件之前的狀態(tài)下)設(shè)在成分測量裝置的第一實施例中的芯體回縮機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。
圖6為表示在操作穿刺部件的狀態(tài)下)設(shè)在成分測量裝置的第一實施例中的芯體回縮機構(gòu)的結(jié)構(gòu)(的垂直剖視圖。
圖7為表示在操作減壓部件的狀態(tài)下)設(shè)在成分測量裝置的第一實施例中的芯體回縮機構(gòu)的結(jié)構(gòu)(的垂直剖視圖。
圖8為表示(在操作芯體回縮機構(gòu)的狀態(tài)下)設(shè)在成分測量裝置的第一實施例中的芯體回縮機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。
圖9為表示(在操作減壓部件的狀態(tài)下)設(shè)在成分測量裝置的第二實施例中的芯體回縮機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。
圖10為表示(在操作減壓部件的狀態(tài)下)設(shè)在成分測量裝置的第三實施例中的芯體回縮機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。
圖11為示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的芯體被安裝在殼體中且指尖與芯體的遠端相接觸的狀態(tài)。
圖12為表示芯體的第一實施例的遠端側(cè)上的結(jié)構(gòu)的放大視圖。
圖13為芯體的第一實施例的主視圖。
圖14為表示試紙固定部分附近的結(jié)構(gòu)的放大視圖。
圖15為表示芯體的第二實施例的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。
圖16為表示芯體的第三實施例的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。
圖17為表示芯體的第四實施例的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。
圖18為表示芯體的第五實施例的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。
具體實施例方式
為了解決上述問題，本發(fā)明人已研發(fā)出這樣的血糖測量裝置，其中，將穿刺單元和測量單元彼此結(jié)合成一整體，并且包括用于擠壓出血液的抽吸部件，該血糖測量裝置已在日本專利申請(日本專利申請No.平10-183794(日本專利公開No.2000-14662)和日本專利申請No.平10-330057(日本專利公開No.2000-152923))中提出申請。
在血糖測量裝置的使用中，首先，將指尖放在芯體的遠端上，以密封芯體的遠端開口以便保持氣密性。接著，指尖被從遠端開口處伸出的穿刺針刺破，并且，在這種狀態(tài)下，隨后操作抽吸部件而在吸力作用下將指尖吸到遠端開口上，并從刺破部分中吸出血液。
此外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當操作在這樣一種血糖測量裝置中的抽吸部件以在吸力作用下將指尖吸引到芯體的遠端上，然后使在該狀態(tài)下的指尖和芯體彼此分開時，可以更可靠地從刺破部分中吸出血液，并且確保在短時間內(nèi)有必要且足夠的血量?；谠摪l(fā)現(xiàn)，完成了根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置。
另一方面，為了有效地采集血樣，必須更可靠地使指尖與遠端開口發(fā)生緊密的接觸。
從這個觀點出發(fā)，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當芯體的遠端設(shè)有一個與指尖接觸的部分時以及當適當?shù)剡x擇該部分的形狀時，增強了指尖與遠端開口緊密接觸的性能?；谠摪l(fā)現(xiàn)，完成了根據(jù)本發(fā)明的芯體。
現(xiàn)在，將根據(jù)附圖中示出的優(yōu)選實施例，對根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置和芯體進行詳細的描述。
在其中安裝包括穿刺針的芯體的狀態(tài)下使用根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置。對于可在安裝于根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置中的狀態(tài)下使用的包含穿刺針的芯體沒有具體的限定，但是它最好是根據(jù)本發(fā)明的芯體。
另外，對于根據(jù)本發(fā)明的芯體的使用也沒有具體的限定。然而，在一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的芯體在被安裝于成分測量裝置中的狀態(tài)下被使用，并且，在一個特別優(yōu)選的型式中，本發(fā)明的芯體用于被安裝在根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置中的狀態(tài)。
現(xiàn)在，將對根據(jù)本發(fā)明的芯體安裝在根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置中的一個實施例進行說明，但是本發(fā)明的成分測量裝置和芯體并不局限于該實施例或不受其限定。
首先將對根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置進行說明，并且，尤其是將用于測量血液(樣本)中的葡萄糖(預定成分)量的成分測量裝置作為一個示例地進行說明。在本發(fā)明中，對樣本采樣部分沒有具體的限定。該樣本采樣部分的優(yōu)選例子包括手指、耳朵(例如，耳垂)、腹部、大腿、手臂等。這里，將對樣本采樣部分為手指(指尖)的情況進行說明。
圖1為示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置的第一實施例的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖2為表示本發(fā)明中所使用的芯體的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖；圖3和圖4為表示設(shè)在成分測量裝置的第一實施例中的穿刺部件和其中包含穿刺部件的殼體的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖；圖5到圖8為表示設(shè)在成分測量裝置的第一實施例中的芯體回縮機構(gòu)的垂直剖視圖。順便提及的是，在圖1至圖8中，右側(cè)將被描述為“近端”，左側(cè)將被描述為“遠端”。
如圖1中所示，根據(jù)第一實施例的成分測量裝置(血液成分測量裝置)1包括主體2、設(shè)置在主體2中的手指施加部分(樣本采樣部分施加部分)3、容納在殼體5中的穿刺部件4、設(shè)在殼體5的近端側(cè)上的芯體回縮機構(gòu)6、用于測量血液中的預定成分的測量部件7、用于將殼體5的內(nèi)部處于減壓狀態(tài)下的泵8、電池組9、設(shè)在電路板10上的控制部件11以及顯示單元12。該成分測量裝置1與安裝于其中的芯體13一起使用?，F(xiàn)在，將對這些組件進行描述。
主體2由彼此面對的罩殼21和蓋子22構(gòu)成。主體2中設(shè)有容納空間23，上述的組件4到12裝在容納空間23中。
在罩殼21遠端側(cè)上的壁部分211設(shè)有一個開口212，該開口212的橫截面形狀為圓形且貫通罩殼21。通過開口212將芯體13安裝(保持)在將在后面描述的殼體5中。
另外，在壁部分211的遠端側(cè)上的表面設(shè)有一個手指施加部分3，該部分3圍繞著開口212的圓周并且是根據(jù)指尖(手指)的形狀形成的。手指施加部分3在其遠端側(cè)上設(shè)有一個手指施加表面(樣本采樣部分施加表面)31。在指尖與手指施加部分3(手指施加表面31)保持接觸的情況下，操作成分測量裝置1。這樣使得指尖被刺破，并且測量所采樣的血液中的預定成分(在下文中由葡萄糖表示)的數(shù)量。
蓋子22的頂面裝有顯示窗(開口)221，該顯示窗221貫穿蓋子22且用由透明材料制成的板狀構(gòu)件覆蓋。
顯示單元12被設(shè)置在容納空間23內(nèi)的一個與顯示窗221相對應的位置上，并且顯示在顯示單元12上的各種信息都可通過顯示窗221得到確認。
顯示單元12由例如液晶顯示裝置(LCD)等構(gòu)成。例如，在顯示單元12上可顯示電源的ON/OFF、電源電壓(電池組的剩余電能)、測量結(jié)果、測量的日期和時間、誤差指示、操作指示，等等。
此外，操作按鈕222被設(shè)置在蓋子22的頂面上。成分測量裝置1如此構(gòu)成，即，按壓操作按鈕222可使穿刺部件4(稍后描述)和泵(減壓部件)8相繼或基本上同時地操作。
順便提及的是，成分測量裝置1可以被如此地構(gòu)成，即，按壓操作按鈕222使成分測量裝置1的電源被接通。
電路板10設(shè)置在圖1中所示顯示單元12的下側(cè)上，并且由微型計算機構(gòu)成的控制部件11安裝在電路板10上?？刂撇考?1控制成分測量裝置1的各種操作。另外，控制部件11包括有用于根據(jù)來自測量部件7的信號計算血液中的葡萄糖量(血糖水平)的運算單元。
作為減壓部件(抽吸機構(gòu))的泵8設(shè)置于圖1所示電路板10的左下側(cè)上。泵8可通過電源操作，并且通過管81與在殼體5(將在后面描述)中形成的空氣管道54相連接。管81是撓性的，并且由諸如聚烯烴(例如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯/醋酸乙烯共聚物(EVA)或類似物)、聚酰胺、聚酯、硅酮橡膠、聚氨酯等聚合材料制成。
泵8抽吸和排放存在于殼體5的內(nèi)腔部分52中的空氣，由此使殼體5的內(nèi)腔部分52處于減壓狀態(tài)中。
另外，泵8有能力使殼體5的內(nèi)腔部分52和指尖的刺破部分處于達到這種程度的減壓狀態(tài)中，即，使得血液能夠從指尖的刺破部分被吸出(例如，大約100至600mmHg)。
作為電源的電池組9設(shè)置在圖1中所示電路板10的右下側(cè)上。電池組9與泵8、控制部件11、顯示單元12等電連接，用于供應操作這些部件所需的電力。
測量部件7設(shè)置于圖1中所示泵8的觀察者一側(cè)。測量部件7用于通過光學方式測量在設(shè)置于芯體13(將在后面描述)中的試紙18上形成的血液上的葡萄糖量。測量部件7的安裝位置位于一個側(cè)部的附近，在該側(cè)部，在芯體13被安裝和固定在殼體5中的狀態(tài)下布置試紙18。
測量部件7包括未示出的發(fā)光裝置(發(fā)光二極管)和光線接收裝置(光電二極管)。
發(fā)光裝置與控制部件11電連接，而光線接收裝置通過未示出的放大器和A/D轉(zhuǎn)換器與控制部件11電連接。
發(fā)光裝置由來自控制部件11的信號操縱，從而發(fā)射光線。所述光線最好是以預定的時間間隔間歇地發(fā)射的光脈沖。
當在芯體13安裝在殼體5中的狀態(tài)下接通發(fā)光裝置時，試紙18由從發(fā)光裝置中發(fā)射的光線照射，來自試紙18的反射光被光線接收裝置接收并且經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換。光線接收裝置依照所接收的光線量輸出模擬信號，所述模擬信號以期望的方式被放大，并且通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，該數(shù)字信號被輸入到控制部件11中。
控制部件11根據(jù)輸入的信號進行預定的算術(shù)處理，并且，如果需要的話，進行校正計算，從而確定血液中的葡萄糖量(血糖水平)。由此確定的血糖水平被顯示在顯示單元12上。
其中包含穿刺部件4的殼體5和與殼體5的近端側(cè)相連接地設(shè)置的芯體回縮機構(gòu)6設(shè)在圖1中所示測量部件7的觀察者一側(cè)。
芯體回縮機構(gòu)6安裝在罩殼21上。另一方面，殼體5沒有安裝在罩殼21上，并且可由芯體回縮機構(gòu)6使其沿其軸向(圖1中的左右方向)移動。
在殼體5中，安裝芯體13以使用。如圖2中所示，芯體13包括穿刺針14、用于在其中可滑動地容納穿刺針14的第一殼體(針殼體)15、設(shè)置在第一殼體15的外圓周部分處的第二殼體(芯體主體)16、設(shè)置在第二殼體的外圓周部分上的試紙固定部分17以及固定在試紙固定部分17上的試紙18。
對將安裝在根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置中的芯體13沒有具體的限定，但最好是將在后面描述的根據(jù)本發(fā)明的芯體。
穿刺針14由針主體141和安裝在針主體141的近端側(cè)的襯套142構(gòu)成，并被容納在第一殼體15的內(nèi)腔部分152中。
針主體141由金屬材料(例如不銹鋼、鋁、鋁合金、鈦、鈦合金等)制成的中空元件或?qū)嵭脑?gòu)成，并且在其遠端處設(shè)有尖銳刀刃(針尖)。指尖的表面(皮膚)被刀刃刺破。
此外，襯套142由大致為圓柱形的構(gòu)件構(gòu)成，并且在其外圓周部分與第一殼體15的內(nèi)圓周表面151相接觸的情況下滑動。
在襯套142的近端部分上設(shè)有直徑減小的直徑減小部分143。直徑減小部分143被裝配在構(gòu)成將在后面描述的穿刺部件4的柱塞41的針夾411中。
第一殼體15由具有作為底部的壁部分153的帶底管狀構(gòu)件構(gòu)成，并且在其內(nèi)部中形成內(nèi)腔部分152。
壁部分153在其大約為中心的部分中設(shè)有橫截面為環(huán)形的孔154。在刺穿指尖(手指)時，針主體141穿過孔154。另外，將孔154的直徑設(shè)定成小于襯套142的遠端的外徑。因此，當穿刺針14沿內(nèi)腔部分152的遠端的方向移動并且襯套142的遠端與壁部分153的近端接觸時，穿刺針14被限制沿其遠端的方向進一步移動。因此，在刺穿指尖時，針主體141從芯體13的遠端伸出的長度保持恒定。因此，可靠地防止針主體141的刀刃刺入指尖的深度大于所需的深度。
另外，可提供一種用于調(diào)整將在后面描述的柱塞41的移動距離的機構(gòu)，以便調(diào)整針主體141的刀刃刺入指尖的深度。
第二殼體16安裝在第一殼體15的外圓周部分上。
第二殼體16由基本上為管狀的元件構(gòu)成，并且在其內(nèi)部形成內(nèi)腔部分161。
此外，第二殼體16在其遠端設(shè)有以環(huán)的形式突出的接觸部分163。接觸部分163是一個使指尖壓在其上的部分，并且在其中形成用于開放內(nèi)腔部分161的遠端開口(開口)162。接觸部分163遠端的外圓周邊緣具有適于在穿刺時通過將其壓在指尖上來刺激刺破部分的周圍而起到減輕疼痛的效果的形狀。另外，它具有這樣一種形狀，即，當由泵8產(chǎn)生減壓狀態(tài)時，盡可能可靠地抑制通過位于接觸部分163的遠端與指尖表面之間的間隙的空氣流入。順便提及的是，第二殼體16的遠端可以不設(shè)置接觸部分163，取而代之的是，第二殼體16的遠端表面可構(gòu)成一個平坦表面。
第二殼體16在接觸部分163的近端附近于外圓周部分上設(shè)有向外突出的環(huán)形凸緣164。在芯體13被安裝在后面將描述的殼體5中的狀態(tài)下，凸緣164的近端與殼體5的遠端相接觸，由此相對于殼體5確定芯體13的位置。
第二殼體16在其外圓周部分上設(shè)有凹槽165，并且其上設(shè)有圓盤形試紙18的試紙固定部分17被安裝在凹槽165中。
另外，第二殼體16在其內(nèi)圓周表面上設(shè)有突出到內(nèi)腔部分161中的血液引導件166。血液引導件166具有接收在刺破指尖后通過遠端開口162流入到內(nèi)腔部分161中的血液(樣本)的功能。
在上述芯體13中，形成了用于通過第二殼體16與試紙固定部分17使第二殼體16的內(nèi)腔部分161與外部相通的血液通道19。血液通道19是一條用于將通過穿刺獲得的血液引導到試紙18上的管道，并且包括通向內(nèi)腔部分161的通道開口191和朝向芯體13的外部開口的通道開口192。順便提及的是，通道開口192位于試紙18的中央部分處。
另外，血液引導件166設(shè)在通道開口191的附近。因此，由血液引導件166接收到的血液通過通道開口191被有效地引導到血液通道19中。血液在毛細作用下到達通道開口192，然后被供應到設(shè)置成封閉通道開口192的試紙18的中央部分，并呈放射狀地擴散開。
試紙18包括能夠吸收和擴展血液的載體，以及在載體上攜帶的試劑。
載體的示例包括片狀多孔體，諸如非紡織物、織造織物、取向片材，等等。多孔體最好是親水性的。
被攜帶于載體上的試劑可根據(jù)樣本中所要測量的成分依需要而確定。例如，在用于測量血糖水平的情況中，所述試劑可包括葡萄糖氧化酶(GOD)、過氧物酶(POD)、以及諸如4-氨基安替比林、N-乙基-N-(2-羥基-3-磺基丙基)-間甲苯胺等彩色成色劑(著色偶聯(lián)劑)。除這些物質(zhì)以外，該試劑還可包括能夠與血液成分(例如抗壞血酸氧化酶、醇氧化酶、膽固醇氧化酶等)起化學反應的物質(zhì)，以及與上述相同或相似的彩色成色劑(著色偶聯(lián)劑)。除此之外，所述試劑還可包括緩沖劑，諸如磷酸緩沖溶液。順便提及的是，試劑的種類和成分當然不局限于上述那些。
上述芯體13通過上述罩殼21的開口212可拆卸地安裝(裝配)在殼體5(裝配部分53)中。
如圖3和圖4所示，殼體5由具有作為底部的壁部分51的帶底管狀構(gòu)件構(gòu)成，并且在其內(nèi)部中形成內(nèi)腔部分(容納空間)52。另外，殼體5在其遠端側(cè)上設(shè)有裝配部分53，該裝配部分53的內(nèi)徑被相應地減小到芯體13的外圓周形狀。芯體13被插入并裝配(固定)在裝配部分53中。順便提及的是，在圖3和圖4中，為了便于理解所描述的內(nèi)容，以簡化的形式示出了芯體13的結(jié)構(gòu)。
殼體5在其側(cè)部設(shè)有用于使內(nèi)腔部分52和外部相通的空氣通道54，并且空氣通道54通過管81與泵8相連接。內(nèi)腔部分52中的空氣被泵8抽吸通過空氣通道54，從而使內(nèi)腔部分52處于減壓狀態(tài)。
壁部分51大約在其中央部分上設(shè)有孔511。在孔511中設(shè)置一個其中具有小孔(通道)651的細管65?？諝馔ㄟ^小孔651在分別設(shè)置于細管65兩側(cè)上的內(nèi)腔部分52與可變?nèi)莘e腔室631(將在后面描述)之間循環(huán)流動。
環(huán)形密封圈(密封元件)55安裝在殼體5的遠端上。該結(jié)構(gòu)確保當將芯體13安裝在殼體5中時，芯體13的凸緣164的近端會與密封圈55相接觸，從而保持內(nèi)腔部分52的氣密性。
密封圈55由彈性材料構(gòu)成。所述彈性材料的例子包括各種橡膠材料，諸如天然橡膠、異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠、丙烯酸類橡膠、乙烯/丙烯橡膠、海準橡膠、聚氨酯橡膠、硅酮橡膠、氟橡膠等，以及各種熱塑性彈體，諸如基于苯乙烯、聚烯烴、聚氯乙烯、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚丁二烯以及氟橡膠的熱塑性彈體等。
殼體5在其近側(cè)部分的外圓周上設(shè)有一個向外突出的環(huán)形凸緣56，并且在其近端上設(shè)有圓柱形突起59。
穿刺部件4在裝配部分53的近端側(cè)上容納于殼體5的內(nèi)腔部分52中。穿刺部件4具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中安裝于其上的穿刺針14沿遠端的方向移動，并且針主體141的刀刃刺破指尖的表面。
穿刺部件4包括柱塞41、用于沿遠端方向偏壓柱塞41的盤簧(偏壓構(gòu)件)42和用于沿近端方向偏壓柱塞41的盤簧(偏壓構(gòu)件)43。
柱塞41在其遠端部分處設(shè)有一個杯狀的針夾411。穿刺針14的直徑減小部分143可拆卸地裝配在針夾411中。另外。柱塞41在其近端部分上設(shè)有一個可彈性變形的彈性片412，在該彈性片412的遠端上具有一個突起狀的接合和止動部分413。
在將芯體13安裝在殼體5中之前的狀態(tài)下，即，在將穿刺針14安裝在柱塞41上之前的狀態(tài)下(見圖3)，由彈性片412的彈力沿圖3中的向上方向偏壓接合和止動部分413，以便使其與殼體5的內(nèi)圓周表面接觸。另一方面，在芯體13安裝在殼體5中的狀態(tài)下，即，在穿刺針14裝在柱塞41上的狀態(tài)下(見圖4)，該接合和止動部分413被插入到貫穿殼體5的開口57中，并且在開口57的邊緣部分上被接合和停止。這使得柱塞41沿遠端方向的移動受到限制。順便提及的是，開口57被平板狀密封元件(密封元件)58封閉，從而保持內(nèi)腔部分52的氣密性。密封元件58可由與上述密封圈55相同的材料制成。
盤簧(穿刺彈簧)42設(shè)置在柱塞41的近端側(cè)上，并且其兩端分別與柱塞41和壁部分51相接觸。另一方面，盤簧(推回彈簧)43設(shè)置在柱塞41的遠端側(cè)上，并且其兩端分別與柱塞41和裝配部分53相接觸。
另外，如圖3和圖4中所示，能夠使接合和止動部分413移動到內(nèi)腔部分52中(沿圖中箭頭所示的方向)的接合和止動解除構(gòu)件223設(shè)在殼體5的外部。該接合和止動解除構(gòu)件223隨如上所述地按壓操作按鈕222的動作而移動。
在接合和止動部分413與開口57相接合并被止動的狀態(tài)下，盤簧42處于受壓縮的狀態(tài)，并且沿遠端方向偏壓柱塞41。當按壓操作按鈕222以使接合和止動解除構(gòu)件223沿圖中箭頭所示的方向移動，從而解除接合和止動部分413的接合與止動狀態(tài)時，盤簧42延伸以使柱塞41沿遠端方向移動，從而使針主體141的刀刃刺穿指尖的表面(皮膚)。
另一方面，在這種情況中，盤簧43被壓縮并沿近端方向偏壓柱塞41，即，它趨向于沿近端方向推回柱塞41。之后，柱塞41進行衰減運動，并且最終在盤簧42的彈力與盤簧43的彈力相互平衡的位置處靜止不動。
順便提及的是，在柱塞41靜止不動的狀態(tài)下，針主體141的刀刃容納在芯體13中。
芯體回縮機構(gòu)6設(shè)在殼體5的近端側(cè)上。
芯體回縮機構(gòu)6用來使殼體5和安裝在殼體5中的芯體13沿遠離指尖20的方向(沿近端方向)移動。
如圖5到圖8中所示，芯體回縮機構(gòu)6包括主體部分61、密封圈64以及細管65。
主體部分61由具有作為底部的壁部分62的帶底管狀構(gòu)件構(gòu)成，并且在其內(nèi)部中形成內(nèi)腔部分63。殼體5的近端側(cè)插在內(nèi)腔部分63中。
主體部分61在其遠端設(shè)有一個朝向其中心突出的環(huán)狀突起611。在操作芯體回縮機構(gòu)6之前的狀態(tài)下，突起611的近端和凸緣56的遠端相互接觸。這阻止了殼體5沿遠端方向移動。也就是說，這可防止殼體5從主體部分61上滑脫。
另外，在這種情況中，接觸部分163的遠端被布置于與手指施加表面31大致相同的位置處或從手指施加表面31略微突出(見圖5)。這確保了當指尖20與手指施加部分3相接觸時，指尖20的表面可與接觸部分163可靠地接觸，從而可封閉遠端開口162。
壁部分62在其大約為中央的部分上設(shè)有一個截面形狀為圓形的凹槽621。凹槽621的直徑被設(shè)定為基本上等于突起59的外徑，并且突起59被插入在凹槽621中。另外，凸緣56的外徑被設(shè)定成基本上等于主體部分61的內(nèi)徑。該構(gòu)造能可靠地防止例如與沿殼體5的軸向的位置無關(guān)的沿圖中的垂直方向的偏移(在殼體5的中心與主體部分61之間的偏移)。
環(huán)狀密封圈64設(shè)置在突起59的外圓周，也就是殼體5的近端與壁部分62的遠端側(cè)表面622之間。密封圈64與殼體5的近端和表面622兩者之間都處于氣密性的緊密接觸狀態(tài)。這使得氣密的可變?nèi)莘e腔室(減壓腔室)631被限定在一個由密封圈64、殼體5的近端、表面622以及凹槽621的內(nèi)表面所包圍的區(qū)域內(nèi)。
另外，密封圈64由彈性材料制成，并且，在芯體回縮機構(gòu)6的操作狀態(tài)中(在圖8中所示的狀態(tài)中)，密封圈64通過其彈力沿遠端方向偏壓殼體5。也就是說，密封圈64還起到偏壓機構(gòu)的作用。至于彈性材料，可使用與上述密封圈55等相同的材料或類似材料。
細管65由圓柱形元件構(gòu)成，并且在其內(nèi)部形成有小孔(通道)651。小孔651為一條用于在殼體5的內(nèi)腔部分52與可變?nèi)莘e腔室631之間連通的通道，并且由于其具有小直徑而具有很大的通氣道阻力。對小孔651的直徑?jīng)]有特別的限制；例如，該直徑最好為約0.01至0.3mm。在將小孔651的直徑設(shè)定在該范圍內(nèi)的情況下，可以獲得必需且足夠的通氣道(循環(huán))阻力。
除此之外，通過調(diào)整小孔651的直徑，可以調(diào)整泵8操作的起始定時和芯體回縮機構(gòu)6操作的起始定時。
順便提及的是，細管65不局限于如圖所示的那一種，并且，如果需要的話，可設(shè)置多個細管65。
在上述芯體回縮機構(gòu)6中，當使指尖20與接觸部分163相接觸以密封遠端開口162，并且在該狀態(tài)下操縱泵8時，首先，使內(nèi)腔部分52處于一個減壓狀態(tài)中，從而存在于可變?nèi)莘e腔室631中的空氣通過小孔651流到內(nèi)腔部分52中，由此開始在可變?nèi)莘e腔室631中的減壓。由于小孔651具有很高的通氣道阻力，因此可變?nèi)莘e腔室631的體積逐漸變小，并且殼體5與安裝于其中的芯體13逐漸地沿著遠離指尖20的方向移動。
很快，突起59的近端591開始與凹槽621的底表面相接觸，因此殼體5和安裝于其中的芯體13的沿近端方向的移動被停止(見圖8)。因此，通過調(diào)整突起59的軸向長度，可以防止芯體13與指尖20間隔超過所要求的距離。換句話說，突起59和與之接觸的凹槽621的底面構(gòu)成一種用于確定芯體13離開指尖20的移動距離(最大縮回距離)的部件(移動距離確定部件)。
對上述的芯體13與指尖20之間的離開距離(芯體13的最大縮回距離)沒有具體的限制；例如，該離開距離優(yōu)選地約為0.2到2.5mm，最好約為0.5到1.5mm。在將該離開距離設(shè)定在這個范圍內(nèi)時，可以更可靠地在短時間內(nèi)獲得足夠量的血液。除此之外，可更可靠地防止指尖20滑離遠端開口162。
另外，芯體回縮機構(gòu)6接著泵8的操作進行操作。具體地說，芯體回縮機構(gòu)6被如此設(shè)計，以便在通過由泵8減小內(nèi)腔部分52中的壓力而使指尖20在吸力作用下被吸引到遠端開口162上以后，沿近端方向逐漸縮回(移動)芯體13。因此，芯體回縮機構(gòu)6可在保持指尖20的刺破部分21處于減壓狀態(tài)下的同時使芯體13遠離指尖20。
如上所述的芯體回縮機構(gòu)6利用由泵8產(chǎn)生的減壓能而操作。換句話說，泵(減壓部件)8可被稱作芯體回縮機構(gòu)6的一個構(gòu)件。
另外，上述的芯體回縮機構(gòu)6不需要添加其他的驅(qū)動源，因此，其優(yōu)點在于減小了成分測量裝置1的尺寸、重量和制造成本。
順便提及的是，在成分測量裝置1中，當如圖6中所示的那樣將指尖20壓在手指施加部分3上時，指尖20的表面與接觸部分163的遠端相接觸，并且接觸部分163的遠端在刺破部分21周圍的毛細血管上施加壓力。
因此，在成分測量裝置1未設(shè)有芯體回縮機構(gòu)6的情況下，甚至當操縱泵8以使刺破部分21處于減壓狀態(tài)以便從刺破部分21中吸出血液時，由于尚未除去施加在刺破部分21周圍的毛細血管上的壓力，因此也不可能獲得測量血糖水平所需的血液量，或者花費很長時間來獲得足夠的血液量。
與之相反，在根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置1中，芯體13可在使指尖20的刺破部分21保持處于減壓狀態(tài)的同時移離指尖20，從而可使已被接觸部分163的遠端擠壓的刺破部分21周圍的毛細血管免受壓力作用，使血液22更可靠地在短時間內(nèi)從刺破部分21中被吸出，并且可以確定地獲得測量血糖水平所需的充足的血液量。
另外，在芯體回縮機構(gòu)6的操作狀態(tài)(圖8中所示的狀態(tài))下，殼體5沿近端的方向移動，并且密封圈64處于壓縮狀態(tài)。由于密封圈64如上所述地由彈性材料構(gòu)成，所以在圖8中所示的狀態(tài)下，它沿遠端的方向偏壓殼體5。因此，當由減壓解除部件(未示出)解除由泵8所產(chǎn)生的減壓狀態(tài)時，密封圈64在其自身的彈力的作用下基本恢復到其初始形狀，從而沿遠端方向移動殼體5。在這種情況下，殼體5的凸緣56的遠端與主體部分61的突起611的近端發(fā)生接觸，并且由此抑制其沿遠端方向進一步移動。也就是說，殼體5和安裝于其中的芯體13返回它們在芯體回縮機構(gòu)6操作之前所處的位置。
現(xiàn)在，將參照圖2至圖8描述在執(zhí)行穿刺、采樣和擴散血液的情況下成分測量裝置1的組件的操作以及使用成分測量裝置1測量血糖水平。
首先，通過罩殼21的開口212將芯體13插入到殼體5的裝配部分53中，并且將穿刺針14的直徑減小部分143裝配到針夾411中(見圖3和圖4)。
當沿近端方向進一步推動芯體13時，柱塞41克服盤簧42的偏壓力沿近端方向移動。接合和止動部分413在由彈性片412的彈性力產(chǎn)生的偏壓下與內(nèi)腔部分52的內(nèi)圓周表面接觸，但是，當接合和止動部分413到達開口57的位置處時，它被插入到開口57中(見圖4)。這使得即使當解除了由芯體13施加的沿近端方向的推動力時，接合和止動部分413與開口57相接合并被其止住，從而限制柱塞41沿遠端方向移動。在這種情況下，盤簧42處于壓縮狀態(tài)中。在這種情況下，完成了由穿刺針4進行穿刺的準備工作和血液(樣本)采樣的準備工作。
接著，接通電源開關(guān)(未示出)。這樣啟動了成分測量裝置1的部件，并且達到可執(zhí)行測量的狀態(tài)。
接下來，將指尖(手指)20壓在手指施加部分3上。結(jié)果，使指尖20與芯體13的接觸部分163形成壓力接觸。在這種情況下，將指尖20放置成用以封閉遠端開口162(見圖5)，從而使空氣的泄漏最小化。
當按下操作按鈕222時，與操作按鈕222相關(guān)聯(lián)的接合和止動解除構(gòu)件223移動到圖4中的下側(cè)。這樣使得接合和止動解除構(gòu)件223與接合和止動部分413接觸，并且將接合和止動部分413推回到內(nèi)腔部分52的側(cè)部。在這種操作下，解除了接合和止動部分413的接合和止動，并且已經(jīng)被壓縮的盤簧42的彈力使柱塞41沿遠端方向移動，從而使針主體141通過遠端開口162突出，以刺破指尖20的表面(見圖6)。血液從被針主體141刺破的刺破部分21流出。
順便提及的是，在按下操作按鈕222的情況下，基本上同時地接通泵8的操作開關(guān)(未示出)。
在由針主體141刺破指尖20之后，盤簧43沿近端的方向推回柱塞41。柱塞41經(jīng)歷衰減運動，以便在盤簧42的彈力與盤簧43的彈力相互平衡的位置處靜止不動(見圖7)。在這種情況下，針主體141的刀刃被容納于芯體13中。因此，防止針主體141的刀刃在除了刺穿以外的其它時間伸出遠端開口162。因此，可避免對皮膚等的誤傷，并且可防止感染，從而具有高安全性。
與上述[4]的操作基本上同步地操縱泵8，以開始從殼體5的內(nèi)腔部分52中抽出空氣。這降低了內(nèi)腔部分52內(nèi)部的壓力，從而形成減壓狀態(tài)。
在這種情況下，指尖20的被針主體141刺穿的刺破部分21也處于減壓狀態(tài)中。在這里應該注意的是，在該狀態(tài)中，位于接觸部分163內(nèi)部(或處于遠端開口162處)的指尖20朝向芯體13的內(nèi)部升高成小山狀，并且在與接觸部分163的遠端接觸的刺破部分21周圍的毛細血管處于壓力下。
當繼續(xù)由泵8從內(nèi)腔部分52中抽出空氣時，可變?nèi)莘e腔室631內(nèi)部的空氣通過小孔651逐漸流出并流入到內(nèi)腔部分52中，而且可變?nèi)莘e腔室631的容積逐漸減小。因此，殼體5與安裝于其上的芯體13開始逐漸沿近端方向移動，也就是說，沿遠離指尖20的方向移動。
在這種情況下，保持了在內(nèi)腔部分52中以及在指尖20的刺破部分21處的減壓狀態(tài)，從而可防止指尖20滑離遠端開口162。另外，即使芯體13移離指尖20，由于指尖20與手指施加部分3相接觸，指尖20也不會追隨芯體13移動。因此，使芯體13可靠地與指尖20分開。
在芯體13與指尖20分開的情況下，受到由接觸部分163的遠端所施加的壓力的刺破部分21周圍的毛細血管被逐漸放松，并且從刺破部分21中抽出血液22(見圖8)。也就是說，與其中未采取指尖20與芯體13相互分開的作法的情況相比，在該情況下促進流血，從而可確保在短時間內(nèi)獲得所需的血液量。
順便提及的是，由泵8所產(chǎn)生的最小壓力優(yōu)選地為例如大約100到600mmHg。
很快，突起59的近端591開始與凹槽621的底面彼此接觸。這使得殼體5與安裝于其中的芯體13的沿近端方向的移動被止住。因此，使芯體13停止在與指尖20隔開適當距離的位置上，從而防止指尖20滑離遠端開口162。因此，可以更確實地避免如下所述的麻煩，即，從刺破部分21中抽出的血液22散開，從而污染周圍，因而具有高安全性。
如上所述，在成分測量裝置1中，操作按鈕222的一次按壓使穿刺操作和減壓操作基本上同時地進行，并且通過利用由泵8提供的減壓動力可進行芯體13的縮回操作。因此，成分測量裝置1在可操作性方面非常出色。
接著，使通過上述[7]的操作而以晶粒形式出現(xiàn)在刺破部分21上的血液22與形成于芯體13內(nèi)部的血液引導件166接觸，通過血液通道19被引導到試紙18上，被供應到試紙18的中央部分，并呈放射狀地散開(見圖2)。
隨著血液22被供應到試紙18上并在其上散開，在血液22中的葡萄糖(待測量的成分)和在試紙18上攜帶的試劑彼此發(fā)生反應，導致試紙18依照葡萄糖的水平顯色。由上述測量部件7測量顯色的程度，由控制部件11根據(jù)如此獲得的數(shù)據(jù)執(zhí)行算術(shù)操作，并且進行諸如溫度校準和血細胞比容值校準的校正以量化血糖水平。然后，將結(jié)果顯示在顯示單元12上。
在確認測量結(jié)果之后，操縱減壓解除部件(未示出)，于是外部空氣流入到內(nèi)腔部分52中和刺破部分21處，以使內(nèi)腔部分52和刺破部分21返回到大氣壓力下。當確定消除了在指尖20的刺破部分21周圍的抽吸感覺并且刺破部分21已恢復到大氣壓力下時，使芯體13的接觸部分163與指尖20分開。順便提及的是，減壓解除部件的示例包括設(shè)置在管81的中間部分處的放泄閥等(未示出)。
接下來，將對根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置的第二實施例進行說明。
成分測量裝置的第二實施例不同于第一實施例之處在于芯體回縮機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
圖9是表示設(shè)在成分測量裝置的第二實施例中的芯體回縮機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。
現(xiàn)在，將以與第一實施例不同的部分為重點對圖9中所示的芯體回縮機構(gòu)6a進行描述，并且將省略關(guān)于與第一實施例中相同的零件的描述。在下面的描述中，圖9中的右側(cè)將稱為“近端”，而左側(cè)將稱為“遠端”。
芯體回縮機構(gòu)6a包括主體部分61a、密封圈64a、細管65a以及盤簧67a。
主體部分61a由具有作為底部的壁部分62a的帶底管狀構(gòu)件構(gòu)成，并且在其內(nèi)形成內(nèi)腔部分63a。殼體5的近端側(cè)被插入在內(nèi)腔部分63a中。
主體部分61a在其遠端部分的內(nèi)圓周上設(shè)有一個環(huán)形凹槽66a，而且殼體5的凸緣56布置于該凹槽66a中。另外，凹槽66a包括在其遠端處的遠端側(cè)內(nèi)表面661a，以及在其近端處的近端側(cè)內(nèi)表面662a。遠端側(cè)內(nèi)表面661a和近端側(cè)內(nèi)表面662a一起限制凸緣56沿軸向移動。也就是說，遠端側(cè)內(nèi)表面661a和近端側(cè)內(nèi)表面662a限制了殼體5的沿軸向的運動。
在芯體回縮機構(gòu)6a的操作狀態(tài)下，凸緣56的近端和近端側(cè)內(nèi)表面662a彼此接觸，從而使殼體5和安裝于其中的芯體13的沿近端方向的運動受到限制。換句話說，凸緣56和與之接觸的近端側(cè)內(nèi)表面662a構(gòu)成了一種用于確定芯體13從指尖20的移動距離(最大縮回距離)的部件(移動距離確定部件)。
環(huán)狀密封圈64a裝配在主體部分61a的內(nèi)圓周表面的中央部分附近，并且被布置成與殼體5的外圓周表面以及在殼體5的近端上形成的環(huán)狀突起59a的外圓周表面氣密地緊密接觸。因此，氣密性的可變?nèi)莘e腔室(減壓腔室)631a被限定在由密封圈64a、殼體5的近端以及內(nèi)腔部分63a的內(nèi)表面所包圍的區(qū)域內(nèi)，從而與沿殼體5的軸向的位置無關(guān)地保持可變?nèi)莘e腔室631a的氣密性。在這種情況下，密封圈64a最好具有這種程度的滑動阻力，即，不會阻礙將在后面描述的盤簧67a的伸展和收縮。
上述的密封圈64a可由與上述密封圈55等相同的材料制成。
另外，盤簧67a被設(shè)置為可變?nèi)莘e腔室631a的偏壓部件，盤簧67a的近端與壁部分62a相接觸，而盤簧67a的遠端與殼體5的近端相接觸。在芯體回縮機構(gòu)6a的操作狀態(tài)中，殼體5沿近端的方向移動，并且盤簧67a處于壓縮狀態(tài)，從而沿遠端的方向偏壓殼體5。
另外，在這種結(jié)構(gòu)下，可獲得與在上述第一實施例中的芯體回縮機構(gòu)相同的功能和效果。
接下來，將對根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置的第三實施例進行說明。
成分測量裝置的第三實施例不同于上述實施例之處在于芯體回縮機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
圖10為表示設(shè)在成分測量裝置的第三實施例中的芯體回縮機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。
現(xiàn)在，將以與上述第一實施例和第二實施例不同的部分為重點來說明圖10中所示的芯體回縮機構(gòu)6b，并且將省略掉關(guān)于與上述實施例中的相同的零件的描述。在以下的說明中，圖10中的右側(cè)將稱為“近端”，而左側(cè)將稱為“遠端”。
芯體回縮機構(gòu)6b包括主體部分61b、螺線管69b和盤簧67b。
主體部分61b由具有作為底部的壁部分62b的帶底管狀構(gòu)件構(gòu)成，并且在其內(nèi)部形成內(nèi)腔部分63b。另外，主體部分61b在其遠端設(shè)有壁部分68b。
壁部分62b和68b在其大致為中央的部分上分別設(shè)有孔621b和681b，并且具有螺線管69b的柱塞691b穿過孔621b和681b。
芯體回縮機構(gòu)6b包括作為用于電力驅(qū)動的驅(qū)動源的螺線管69b。該螺線管69b與電池組9和控制部件11電連接。順便提及的是，控制部件11調(diào)整例如泵8的操作和芯體回縮機構(gòu)6b的操作的起始定時。
螺線管69b由柱塞691b和電磁體692b構(gòu)成，并且電磁體692b以包圍柱塞691b的近端部分的外圓周的狀態(tài)容納在內(nèi)腔部分63b中。
柱塞691b由桿狀元件構(gòu)成，并且在其遠端設(shè)有一個環(huán)形凸緣。柱塞691b的遠端安裝在殼體5的近端上。
當將電流通到電磁體692b上時，即，當操縱芯體回縮機構(gòu)6b時，柱塞691b沿近端的方向抵抗著盤簧67b地移動。由于殼體5安裝在柱塞691b的遠端上，柱塞691b沿近端的方向的移動伴隨著殼體5和安裝于其中的芯體13沿近端方向的移動。
很快，當突起59b的近端591b與壁部分68b的遠端彼此相互接觸時，殼體5與安裝于其中的芯體13沿近端方向的移動被停止。因此，通過調(diào)整突起59b的軸向長度，可防止芯體13與指尖20間隔超過所要求的距離。換句話說，突起59b和與之接觸的壁部分68b構(gòu)成了一種用于確定芯體13從指尖20的移動距離(最大縮回距離)的部件(移動距離確定部件)。
另外，盤簧67b被設(shè)置成一個在柱塞691b的遠端部分的外圓周處的偏壓部件，盤簧67b的近端與壁部分68b相接觸，而盤簧67b的遠端與殼體5的近端相接觸。在芯體回縮機構(gòu)6b的操作狀態(tài)下，殼體5沿近端的方向移動，并且盤簧67b處于壓縮狀態(tài)中，從而沿遠端方向偏壓殼體5。在這種情況中，當停止(取消)電流流過電磁體692b時，也就是說，當取消芯體回縮機構(gòu)6b的操作時，盤簧67b的彈力使殼體5與安裝于其中的芯體13沿遠端方向移動，返回到它們在芯體回縮機構(gòu)6b操作之前所在的位置。
另外，在這種結(jié)構(gòu)下，可獲得與根據(jù)上述第一和第二實施例的芯體回縮機構(gòu)相同的功能和效果。
雖然上面基于附圖中所示的實施例對根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置進行了描述，但是本發(fā)明不局限于這些實施例。例如，成分測量裝置的部件的結(jié)構(gòu)可用能夠擁有與上述相同的功能的任意結(jié)構(gòu)取代。
另外，在根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置中，其中通過光學方法測量(比色法)由血液中的成分與試劑的反應所導致的試紙的顯色程度、將其測量結(jié)果轉(zhuǎn)換成成分量的測量結(jié)果并且進行顯示的上述系統(tǒng)可用這樣一種系統(tǒng)來取代，即，其中通過電學方式測量根據(jù)樣本中的成分量而產(chǎn)生的電勢變化，并且將所述測量結(jié)果轉(zhuǎn)換成成分量的測量結(jié)果并且進行顯示。
除此之外，可人工地或可自動地開始減壓部件和芯體回縮機構(gòu)的操作。在后面那種情況中，可采用這樣一種系統(tǒng)，其中，例如被設(shè)計成可通過磁性檢測穿刺針在穿刺指尖時沿遠端方向的移動的傳感器布置在殼體的裝配部分的側(cè)部附近，并且減壓部件和芯體回縮機構(gòu)根據(jù)由傳感器獲得的信息進行操縱。
現(xiàn)在，將描述根據(jù)本發(fā)明的芯體。
如上面已經(jīng)描述的，根據(jù)本發(fā)明的芯體最好在被安裝于根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置中的狀態(tài)下使用。由于上面已參照圖1到圖10詳細地描述了根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置，因此這里將簡述芯體回縮機構(gòu)，并省略掉對其他零件的描述。
圖11示意性地示出了其中根據(jù)本發(fā)明的芯體被安裝于成分測量裝置中的殼體中并且使指尖與芯體的遠端相接觸的狀態(tài)。在以下的描述中，圖11中的右側(cè)將被稱為“近端”，而左側(cè)將被稱為“遠端”。
如圖11中所示，芯體回縮機構(gòu)6設(shè)置在殼體5的近端側(cè)上。順便提及的是，在圖11中，芯體13的結(jié)構(gòu)是以簡化的形式示出的。
芯體回縮機構(gòu)6用于使殼體5和安裝于其中的芯體13沿遠離指尖20的方向(沿近端方向)移動。
芯體回縮機構(gòu)6包括主體部分61，并且殼體5的相對于上述凸緣56的近端側(cè)上的一部分和突起59被容納于主體部分61中。
另外，在主體部分61的內(nèi)部形成一個氣密的可變?nèi)莘e腔室(減壓腔室)631。
如上面已經(jīng)描述的，可變?nèi)莘e腔室631與殼體5的內(nèi)腔部分52通過一個具有高通氣阻力的小孔651彼此連通。
在上述芯體回縮機構(gòu)6中，當在芯體13安裝在殼體5中并且使指尖20保持與芯體13的遠端相接觸以便由此密封芯體13的遠端開口162的狀態(tài)下操作泵8時，首先使內(nèi)腔部分52處于減壓狀態(tài)下，在可變?nèi)莘e腔室631內(nèi)部的空氣通過小孔651流入到內(nèi)腔部分52中，并且開始可變?nèi)莘e腔室631內(nèi)部的壓力減小。由于小孔651具有高的通氣阻力，因此可變?nèi)莘e腔室631的體積逐漸減小，并且殼體5以及安裝于其中的芯體13沿遠離指尖20的方向逐漸地移動。
使用如上所述地設(shè)置的芯體回縮機構(gòu)6，可以更可靠地且更迅速地從刺破部分中抽吸出血液。
順便提及的是，在其中安裝根據(jù)本發(fā)明的芯體的成分測量裝置1中，如果需要的話，可省略如上所述的芯體回縮機構(gòu)6。
圖2為表示芯體的第一實施例的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖，圖12為表示第一實施例的芯體的遠端側(cè)上的結(jié)構(gòu)的放大視圖，圖13為第一實施例的芯體的主視圖，以及圖14為表示試紙固定部分附近的結(jié)構(gòu)的放大視圖。在以下的描述中，圖12中的右側(cè)將被稱為“近端”，而左側(cè)將被稱為“遠端”。
如圖2中所示，根據(jù)本實施例的芯體13包括穿刺針14、用于可滑動地容納穿刺針14的針殼體15、設(shè)置在針殼體15的外圓周部分上的芯體主體16、設(shè)置在芯體主體16的外圓周部分上的試紙固定部分17，以及固定在試紙固定部分17上的試紙18。
穿刺針14由針主體141和安裝在針主體141的近端側(cè)上的襯套142構(gòu)成，并被容納在針殼體15的內(nèi)腔部分152中。
針主體141由用金屬材料(諸如不銹鋼、鋁、鋁合金、鈦、鈦合金等)制成的中空元件或?qū)嵭脑?gòu)成，并且在其遠端上設(shè)有尖銳的針尖(刀刃)。針尖刺破指尖的表面(皮膚)。
另外，襯套142由一個大致為圓柱形的元件構(gòu)成，并且其外圓周部分與針殼體15的內(nèi)圓周表面151接觸地滑動。
在襯套142的近端部分上設(shè)有一個直徑減小的直徑減小部分143。該直徑減小部分143裝配在柱塞41的針夾411中。
針殼體15由具有作為底部的壁部分153的帶底管狀構(gòu)件構(gòu)成，并且在其內(nèi)部形成內(nèi)腔部分152。
壁部分153在其大約為中心的部分處設(shè)有一個橫截面形狀為圓形的孔154。在刺破指尖20時，針主體141的針尖穿過孔154并且穿過將在后面描述的芯體主體16的內(nèi)腔部分161。另外，將孔154的直徑設(shè)定為小于襯套142的遠端的外徑。因此，當穿刺針14沿內(nèi)腔部分152的遠端的方向移動，并且襯套142的遠端與壁部分153的近端接觸時，可防止穿刺針14沿遠端的方向進一步移動。
這確保了當針主體141的針尖移動到在接觸部分163(將在后面描述)的遠端附近或超過該接觸部分163遠端的位置時，限制針尖沿遠端方向進一步地移動。也就是說，針主體141的針尖被如此地設(shè)定，即，其可移動到在接觸部分163(將在后面描述)的遠端附近或超過接觸部分163遠端的位置。
因此，在刺破指尖20時，針主體141從芯體13的遠端伸出的伸出長度保持恒定，并且可以更加可靠地防止產(chǎn)生如下所述的麻煩，即，針主體141的針尖會刺入指尖到大于所需深度的深度。
此外，可提供一個用于調(diào)整柱塞41的移動距離的機構(gòu)，從而調(diào)整由針主體141的針尖穿刺指尖20的深度。
內(nèi)圓周表面151在其近端側(cè)上設(shè)有一個向內(nèi)突出的環(huán)形突起155，并且襯套142的外圓周部分與該突起155相接合，被該突起停止并固定。順便提及的是，采取這種設(shè)定，即，在該狀態(tài)下，針主體141的針尖不會穿過孔154伸出。在突起155與襯套142之間作用的固定力可被設(shè)定在這樣一個水平上，即，可以使穿刺針14毫無任何問題地安裝在針夾411中，并且當操作穿刺部件4時，可以很容易地解除突起155與襯套142之間的固定。
順便提及的是，將襯套142與針殼體15彼此相互固定的方法不局限于上述方法。例如，可采用這樣一種方法，其中，在內(nèi)圓周表面151和/或襯套142的外圓周部分處提供接合和止動部件，或者利用(使用)作用在內(nèi)圓周表面151和襯套142的外圓周部分之間的摩擦力，或者使內(nèi)圓周表面151和襯套142相互之間形成弱粘附或弱熔接，等等。
芯體主體16安裝在針殼體15的外圓周部分上。
芯體主體16由基本上為圓柱形的構(gòu)件構(gòu)成，并且在其內(nèi)部形成內(nèi)腔部分161。
此外，芯體主體16在其遠端設(shè)有接觸部分163，該接觸部分163具有諸如圓環(huán)形的環(huán)形形狀且沿遠端的方向突出。接觸部分163為一個指尖20可壓在其上的部分，并且在其遠端上設(shè)有一個可打開內(nèi)腔部分161的遠端開口(開口)162。
在如下所述的狀態(tài)下使用芯體13，即，在由指尖20封閉遠端開口162時，內(nèi)腔部分161內(nèi)的壓力被泵8減小，并且指尖20在吸力作用下被吸引到遠端開口162上。
接觸部分163包括一個在其內(nèi)部的內(nèi)壁表面163a和一個在其外部的外壁表面163b。內(nèi)壁表面163a被做成基本上平行于芯體主體16的中心軸線900。另一方面，外壁表面163b被做成以預定的角度傾斜，以便沿從近端朝向遠端的方向逐漸接近中心軸線900。也就是說，外壁表面163b是錐形的。通過如此設(shè)置的內(nèi)壁表面163a和外壁表面163b，如此地形成接觸部分163，即，其厚度從近端向遠端逐漸減小，在遠端處基本上接近為零(優(yōu)選地為0.5mm或更小，最好是0.3mm或更小)。也就是說，使接觸部分163的遠端變尖。
在以這樣一種形狀形成接觸部分163的遠端的情況下，提高了指尖20與遠端開口162之間的緊密接觸性能。另外，由于可以在內(nèi)腔部分161處于減壓狀態(tài)時抑制空氣通過接觸部分163的遠端(遠端開口162)與指尖20的表面之間的間隙流入，因此可在吸力作用下將指尖20牢固地吸引在遠端部分162上。
此外，由于指尖20與遠端開口162之間的緊密接觸性能很好，因此，即使在操作上述芯體回縮機構(gòu)6以使芯體13移離指尖20的情況下，也可防止指尖20滑離遠端開口162。因此，可更可靠地避免從刺破部分中抽出的血液散開從而污染周圍的麻煩，因而具有高的安全性。
請注意指尖20與遠端開口162之間的緊密接觸性能，要求在位于接觸部分163的遠端附近的內(nèi)壁表面163a和外壁表面163b之間形成的角度(在圖2中，遠端角度θ)只可能在遠端處形成較細的形狀。遠端角度θ優(yōu)選地約為0.5°至60°，最好約為5°到55°。在遠端角度θ被設(shè)定在該范圍內(nèi)的情況下，可更顯著地顯示出上述效果。
此外，遠端開口162越大，在指尖20處的充血區(qū)域就變得越大，并且獲得足夠血量所花費的時間就越短。然而，考慮到從指尖20處采集血樣，遠端開口162的開孔面積優(yōu)選地約為10到50mm2，最好約為12到40mm2。此外，在將開孔面積設(shè)定在該范圍內(nèi)的情況下，還可以提高指尖20與遠端開口162之間的緊密接觸性能。
另外，上述接觸部分163的遠端形狀還具有當將指尖20按壓在遠端上時通過刺激刺破部分的周圍來減輕刺入時的疼痛的功能。
芯體主體16在其遠端部分的外圓周上設(shè)有以環(huán)的形式突出的凸緣164，用于在將芯體13安裝于殼體5中時確定芯體13相對于殼體5的位置。如圖2中所示，如此構(gòu)成接觸部分163的遠端，即，使其沿遠端的方向從凸緣164的遠端表面突出。
此外，在將芯體13安裝在成分測量裝置1(殼體5)中的狀態(tài)下，接觸部分163的遠端處于基本上與手指施加表面31相同的位置處或從手指施加表面31略微突出(見圖11)。因此，當將指尖20放在成分測量裝置1的手指施加部分3上時，指尖20的表面與接觸部分163的遠端可靠地接觸，從而可封閉遠端開口162。
此外，在這種狀態(tài)下，接近于形成外圓周的接觸部分163的遠端的指尖20的部分24未與凸緣164的遠端表面相接觸。因此，在該部分24附近的毛細血管沒有受到壓力，從而可防止那里的血液流動停止。因此，可確實地獲得足夠的血液量，并且可以高精確度獲得測量結(jié)果。
接觸部分163的高度，即，從接觸部分163的遠端到近端的長度不受具體限制。例如，該高度優(yōu)選地約為0.1至5mm，最好約為0.3到3mm。
順便提及的是，盡管在圖中所示的結(jié)構(gòu)中接觸部分163的厚度的減小率基本上是恒定的，但該結(jié)構(gòu)并非是限定性的。例如，也可采用其中減小率沿軸向在中間部分處變化的結(jié)構(gòu)或者類似的結(jié)構(gòu)。
另外，接觸部分163具有如下所述的形狀就足夠了，即，至少其遠端部分的厚度逐漸減小并且其遠端變尖，因此，接觸部分163的形狀不局限于圖中所示出的那種。例如，還可采用以下的形狀其中接觸部分163的厚度在從近端朝向遠端的預定距離(預定長度)上基本恒定且在遠端部分處厚度逐漸減小的形狀、其中接觸部分163的厚度在從近端朝向遠端的預定距離(預定長度)上逐漸增加且在遠端部分處厚度逐漸減小的形狀等。
芯體主體16在其外圓周部分上設(shè)有一個凹槽165，其上設(shè)置圓盤形試紙18的試紙固定部分17安裝在該凹槽165中。
另外，形成了用于通過芯體主體16與試紙固定部分17連通芯體主體16的內(nèi)腔部分161與外部的血液通道(樣本通道)19。血液通道19用于將通過穿刺而獲得的血液引導到試紙18，并且包括一個通向內(nèi)腔部分161的通道開口191和一個朝向芯體13的外部開口的通道開口192。順便提及的是，通道開口192位于試紙18的中央部分附近。
如圖12中所示，血液通道19包括從通道開口191朝向芯體主體16的外部延伸的通道19a、與通道19a連續(xù)并且基本上平行于芯體主體16的中心軸線900地朝向近端側(cè)延伸的通道19b，以及與通道19b連續(xù)并且朝向芯體主體16的外部延伸到通道開口192的通道19c。通道19a和19c與通道19b相連接并且基本上垂直于通道19b。
可例如通過模塑、加工以及連接芯體主體16與試紙固定部分17而形成上述血液通道19。
將血液通道19制成其截面形狀基本上為矩形，厚度最好例如約為0.05到0.5mm，寬度最好例如約為0.5到3mm的寬度。順便提及的是，可根據(jù)測量所需的血液量(樣本量)適當?shù)剡x擇血液通道19的形狀。如下所述地設(shè)計血液通道19的形狀即可滿足要求，即，可減少殘留在其內(nèi)部的血液量。例如，血液通道19的截面形狀還可以為管形、U形、V形，等等。
同時，在將芯體13安裝在殼體5中的狀態(tài)下，試紙18被設(shè)置于芯體主體16上，以便使其位于測量部件7的側(cè)部附近。具體地說，依照測量部件7在成分測量裝置1中的安裝位置設(shè)定試紙18的相對于芯體13的位置，并且相應地設(shè)定血液通道19的長度。因此，可依照測量部件7在成分測量裝置1中的安裝位置適當?shù)剡x擇血液通道19的長度，而且該長度不受具體的限制；通常，所述長度最好約為5至15mm。在血液通道19的長度設(shè)定在該范圍內(nèi)的情況下，可更加迅速和可靠地將血液引導到試紙18上。
芯體主體16在其內(nèi)圓周表面上設(shè)有突出到內(nèi)腔部分161中的血液引導件166。血液引導件166具有以下功能在刺破指尖20時，與朝向內(nèi)腔部分161地以晶粒狀出現(xiàn)在刺破部分上的血液進行接觸，并且接收(引導)血液。
如圖13中所示，血液引導件166由一對壁部分166a和166b以及遠端壁部分166c構(gòu)成，并且被制成圍繞通道開口191的三面。因此，由血液引導件166接收的血液被有效地從通道開口191引導到血液通道19中。
此外，壁部分166a和166b是如此構(gòu)成的，即，當接近芯體主體16的中心軸線900時其相對的表面彼此相隔得更遠。也就是說，壁部分166a和166b是如此構(gòu)成的，即，使它們以近似為倒V形的形狀開口。在以這種方式構(gòu)成血液引導件166的情況下，可以更可靠地接收血液，并且更加可靠和迅速地將血液引入血液通道19中。
至于由上述血液引導件166的壁部分166a、壁部分166b以及遠端壁部分166c所限定的空間的尺寸，最好如下所述寬度(在圖13中，沿垂直方向的長度)約為1至3mm，高度(在圖13中，沿橫向的長度)約為0.5至3mm，以及長度(在圖13中，沿垂直于紙面的方向的長度)約為1至3mm。
順便提及的是，由于血液引導件166可以可靠地接收血液并能夠可靠、迅速地將血液引導到血液通道19中，所以血液引導件166的形狀并不局限于圖中所示的那種。例如，還可采用下述形狀其中壁部分166a和壁部分166b基本上相互平行的形狀、其中近端壁部分被設(shè)置成圍繞通道開口191的四面的形狀，等等。
試紙固定部分17在其下表面上設(shè)有朝向通道19a的內(nèi)部突出的突起171。在如此地設(shè)置的突起171的情況下，可抑制在血液通道19中產(chǎn)生彎月面。另外，試紙18在其中央部分附近設(shè)有朝向通道19c的內(nèi)部突出的突起181；突起181產(chǎn)生與突起171相同的效果。這可更迅速而可靠地將血液引導到試紙18。
如圖12和圖14中所示，試紙固定部分17在其上表面處設(shè)有與試紙18的形狀相對應的凹槽172。另外，在凹槽172的底面上設(shè)有凸起的安裝部分173以便圍繞通道開口192的周邊，還設(shè)有以安裝部分173為中心的多個凸起的安裝部分175(在該實施例中，四個安裝部分的角間隔為90°)。通過諸如熔接、用粘合劑粘接等方法將試紙18固定在安裝部分173和175上。
在試紙18被設(shè)置在試紙固定部分17上的狀態(tài)下，在試紙18的外圓周邊緣部分與凹槽172的內(nèi)圓周表面之間以及在試紙18的下表面與凹槽172的底面之間形成間隙179。
此外，安裝部分173設(shè)有與血液通道19連通的溝槽174。在圖中所示的構(gòu)造中，溝槽174是十字形的。溝槽174的外側(cè)端部分都朝向安裝部分173的外圓周表面。也就是說，血液通道19和間隙179通過溝槽174彼此連通。
上述溝槽174和間隙179起到血液通道19的氣孔的作用，從而可防止血液停止在血液通道19的中間部分處。
另外，間隙179具有幫助(促進)血液在試紙18上擴散的功能。更具體地說，已穿過血液通道19的血液從通道開口192沿外圓周的方向通過溝槽174滲開，由此血液被供應給試紙18并且呈放射狀地在試紙18上擴散，從而可迅速且均勻地實現(xiàn)血液在試紙18上的擴散。
如上所述的襯套142、針殼體15、芯體主體16以及試紙固定部分17最好都由樹脂材料制成。所述樹脂材料的例子包括通常在注塑中使用的熱塑性樹脂，諸如ABS樹脂、AS樹脂、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯樹脂、聚苯醚、熱塑性聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚環(huán)氧乙烷、氟樹脂、聚碳酸酯、聚酰胺、縮醛樹脂、丙烯酸類樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯等；以及熱固性樹脂，諸如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、不飽和聚酯等。具體地說，由于這類親水性樹脂特別適合于迅速地引導并散布血液，因此芯體主體16以及試紙固定部分17最好均由高親水性樹脂，諸如丙烯酸類樹脂或被處理成親水性的樹脂制成。
可通過以下方法執(zhí)行使樹脂具有親水性的處理例如，物理活化處理，諸如臭氧處理、等離子處理、輝光放電、電暈放電、用UV射線照射等；或施加(涂覆)表面活性劑、水溶性硅酮樹脂、羥丙基纖維素、聚乙二醇、聚丙二醇，等等。
如上所述，試紙18由圓盤形元件構(gòu)成，并且在其中央部分附近設(shè)有突起181。突起181的尖端伸向血液通道19(通道19c)的內(nèi)部。這使得可以更穩(wěn)定地將試紙18支撐和固定在試紙固定部分17上，并防止出現(xiàn)由試紙18的變形(彎曲、扭曲、波狀起伏等)而阻礙血液均勻擴散的問題。
順便提及的是，在俯視圖中試紙18的形狀不局限于圖中所示的圓形(圓盤形)。例如，如果需要的話，可采用從橢圓形、諸如正方形、矩形、菱形等的四邊形；三角形；六邊形；八邊形等中適當?shù)剡x出的形狀。
在圓盤形試紙18的情況下，試紙18的外徑最好約為3至8mm，并且試紙18的厚度最好約為0.05至0.4mm。
上述試紙18由能夠吸收并擴散血液(樣本)的載體以及載體上所攜帶的試劑構(gòu)成。載體以及載體上將要攜帶的試劑的種類與在用于根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置的常規(guī)芯體的情況中的那些載體和試劑的種類相同，因此，省略掉對其的說明。
現(xiàn)在，將描述根據(jù)本發(fā)明的芯體的第二實施例。
圖15是表示芯體的第二實施例的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。
對圖15中所示芯體的第二實施例的說明將集中在與上述第一實施例的不同之處上，并且將省略掉對那些與第一實施例相同的零件的說明。在以下的說明中，圖15中的右側(cè)將被稱為“近端”，而左側(cè)將被稱為“遠端”。
在芯體的第二實施例中，接觸部分163的形狀與第一實施例中的不同。具體地說，將外壁表面163b制成基本上平行于芯體主體16的中心軸線900。另一方面，將內(nèi)壁表面163a制成以預定的角度傾斜，以便沿從近端朝向遠端的方向與中心軸線900相隔得更遠。也就是說，內(nèi)壁表面163a是錐形的。在如此地構(gòu)成的內(nèi)壁表面163a和外壁表面163b的情況下，接觸部分163的厚度從其近端朝向遠端地逐漸減小，并且在其遠端處變尖。
采用這種構(gòu)造，也可獲得與芯體的上述第一實施例中相同的效果。
現(xiàn)在，將描述根據(jù)本發(fā)明的芯體的第三實施例。
圖16是表示芯體的第三實施例的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。
對圖16中所示芯體的第三實施例的說明將集中在與上述第一實施例的不同之處上，并且將省略掉對那些與第一實施例相同的零件的描述。在以下的說明中，圖16中的右側(cè)將被稱為“近端”，而左側(cè)將被稱為“遠端”。
在芯體的第三實施例中，接觸部分163的形狀與第一實施例中的不同。具體地說，將內(nèi)壁表面163a制成以預定的角度傾斜，以便沿從近端朝向遠端的方向與中心軸線900相隔得更遠。另一方面，將外壁表面163b制成以預定的角度傾斜，以便沿從近端朝向遠端的方向逐漸接近中心軸線900。也就是說，內(nèi)壁表面163a和外壁表面163b都是錐形的，從而它們沿從近端朝向遠端的方向逐漸相互接近。
這確保了接觸部分163的厚度從其近端朝向遠端地逐漸減小，并且在其遠端處變尖。
采用這種構(gòu)造，也可獲得與芯體的上述第一實施例相同的效果。
現(xiàn)在，將描述根據(jù)本發(fā)明的芯體的第四實施例。
圖17是表示芯體的第四實施例的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。
對圖17中所示芯體的第四實施例的說明將集中在與上述第一實施例的不同之處上，并且將省略掉對那些與第一實施例相同的零件的描述。在以下的說明中，圖17中的右側(cè)將被稱為“近端”，而左側(cè)將被稱為“遠端”。
在芯體的第四實施例中，接觸部分163的形狀與第一實施例中的不同。具體地說，將內(nèi)壁表面163a和外壁表面163b制成分別以預定的角度傾斜，以便沿從近端朝向遠端的方向逐漸接近芯體主體16的中心軸線900。也就是說，內(nèi)壁表面163a和外壁表面163b分別都是錐形的。另外，將外壁表面163b與中心軸線900之間的角度設(shè)定成大于內(nèi)壁表面163a與中心軸線900之間的角度。這確保了接觸部分163的厚度沿從其近端朝向其遠端地逐漸減小，并且在其遠端處變尖。
采用這種結(jié)構(gòu)，也可獲得與芯體的上述第一實施例相同的效果。
此外，在如此構(gòu)成的芯體中，具有這樣的優(yōu)點，即，可將遠端開口162的直徑設(shè)定成小于芯體主體16的內(nèi)腔部分161的直徑。因此，如此構(gòu)成的芯體適用于例如嬰兒。
現(xiàn)在，將描述根據(jù)本發(fā)明的芯體的第五實施例。
圖18是表示芯體的第五實施例的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。
對圖18中所示芯體的第五實施例的說明將集中在其與上述第一實施例的不同之處上，并且將省略對那些與第一實施例相同的零件的描述。在以下的說明中，圖18中的右側(cè)將稱被為“近端”，而左側(cè)將被稱為“遠端”。
在芯體的第五實施例中，接觸部分163的形狀與第一實施例中的不同。具體地說，將內(nèi)壁表面163a和外壁表面163b制成以預定的角度傾斜，以便沿從近端朝向遠端的方向與芯體主體16的中心軸線900相隔得更遠。也就是說，內(nèi)壁表面163a和外壁表面163b分別是錐形的。另外，將內(nèi)壁表面163a與中心軸線900之間的角度設(shè)定成大于外壁表面163b與中心軸線900之間的角度。這確保了接觸部分163的厚度從其近端朝向遠端地逐漸減小，并且在其遠端處變尖。
采用這種結(jié)構(gòu)，也可獲得與芯體的上述第一實施例相同的效果。
此外，在如此構(gòu)成的芯體中，具有這樣的優(yōu)點，即，可將遠端開口162的直徑設(shè)定成大于芯體主體16的內(nèi)腔部分161的直徑。因此，如此構(gòu)成的芯體適用于除指尖以外的樣本采樣部分，諸如耳垂、腹部、大腿、手臂等。
雖然上面已根據(jù)附圖中所示的實施例描述了根據(jù)本發(fā)明的芯體，但是本發(fā)明不局限于這些實施例。例如，芯體的零件的結(jié)構(gòu)可由能夠擁有與上述功能相同的功能的任意結(jié)構(gòu)取代。
雖然在針對根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置和根據(jù)本發(fā)明的芯體的上述描述中將血液作為樣本，但是樣本并不局限于血液。除血液以外，樣本例如可為諸如尿液、淋巴液、脊髓液、膽汁、唾液等的體液或其稀釋或濃縮液。
另外，雖然已將指尖描述為樣本采樣部分的代表，但是如上所述，樣本采樣部分當然不局限于指尖。
另外，待測量的成分并不局限于葡萄糖(血糖)。待測量的成分例如可為蛋白質(zhì)、膽固醇、尿酸、肌酸酐、醇、諸如鈉等的無機離子、血紅蛋白(潛隱血)等。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置，可提供一種能夠更可靠地在短時間內(nèi)測量血液中的預定成分的成分測量裝置。
采用所提供的芯體回縮機構(gòu)，可充分地確保流血量，并且可在測量中沒有錯誤的情況下獲得精確度更高的測量結(jié)果。
另外，如果將試紙設(shè)在芯體上，可連續(xù)地執(zhí)行穿刺、體液采樣、在試紙上擴散體液以及測量(成分的量化)，并且可容易地在短時間內(nèi)獲得成分測量結(jié)果。
此外，由于容易進行使用的準備操作，因此在定期使用的情況中和在重復使用的情況中，該成分測量裝置也是有優(yōu)勢的。
此外，可避免諸如在穿刺后再次錯誤地刺穿生物體表面的事故，并且可確保高度安全。另外，由于患者不會直接看到穿刺針，因此可減輕穿刺時的恐懼感。
從以上的描述中可知，根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置適用于由患者自己測量其血糖等的情況。
此外，根據(jù)本發(fā)明的成分測量裝置結(jié)構(gòu)簡單、尺寸和重量較小、價格便宜且適合大批量地生產(chǎn)。
另外，依照根據(jù)本發(fā)明的芯體，在例如樣本采樣部分是指尖的情況下，增強了芯體與指尖之間的緊密接觸性能，并且可防止血液流動停止，從而可更加可靠地采集血樣。
此外，在接觸部分的遠端被制成尖形的情況下，增強了遠端與指尖之間的緊密接觸性能，并且可更加顯著地顯示出上述效果。
采用上述的芯體，在其內(nèi)腔部分處于減壓狀態(tài)時使用芯體的情況下，可更牢固地通過抽吸吸引指尖，并且可以更加可靠、迅速地采集血樣。
另外，如果芯體設(shè)有穿刺針和試紙，可連續(xù)地進行穿刺、血液采樣、在試紙上擴散(develop)血液以及測量(成分的量化)，并且可容易地在短時間內(nèi)獲得成分測量結(jié)果。
此外，在使用芯體的過程中，例如將芯體安裝于成分測量裝置中的操作(準備操作)是容易的，因此，該芯體在定期使用的情況中和在重復使用的情況中也是有優(yōu)勢的。
從以上描述中可看出，根據(jù)本發(fā)明的芯體也適用于由患者自己測量其血糖等的情況，并且該芯體可保證測量具有很高的精度。
權(quán)利要求
1.一種通過在其中安裝包括穿刺針的芯體而使用的成分測量裝置，包括一個樣本采樣部分施加部分，其上放置將要被穿刺的樣本采樣部分；穿刺部件，用于移動所述穿刺針以穿刺放置在所述樣本采樣部分施加部分上的所述樣本采樣部分；減壓部件，用于使被所述穿刺針穿刺的所述樣本采樣部分的所述刺破部分與所述穿刺針的包含空間處于減壓狀態(tài)；測量部件，用于測量在從所述刺破部分中采集的血樣中的預定成分的量；以及一個芯體回縮機構(gòu)，用于沿遠離所述樣本采樣部分的方向移動所述芯體，并同時保持由所述減壓部件產(chǎn)生的所述減壓狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的成分測量裝置，其特征在于，所述芯體的移動是在所述芯體安裝在所述穿刺部件上的狀態(tài)下根據(jù)所述穿刺部件而進行的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的成分測量裝置，其特征在于，利用通過所述減壓部件的操作而產(chǎn)生的減壓力來操作所述芯體回縮機構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1至3中之一所述的成分測量裝置，其特征在于，所述芯體回縮機構(gòu)包括一個減壓腔室以及至少一個用于連通所述減壓腔室與所述容納空間并具有高通氣阻力的通道，并且所述減壓腔室中的壓力通過所述通道被降低，由此沿遠離所述樣本采樣部分的方向移動所述芯體。
5.如權(quán)利要求1或2所述的成分測量裝置，其特征在于，所述芯體回縮機構(gòu)具有用于電力驅(qū)動的驅(qū)動源，并且所述芯體回縮機構(gòu)通過驅(qū)動源的驅(qū)動而被操作。
6.如權(quán)利要求5所述的成分測量裝置，其特征在于，所述驅(qū)動源是螺線管。
7.如權(quán)利要求1至6中之一所述的成分測量裝置，其特征在于，所述芯體回縮機構(gòu)具有偏壓部件，并且當取消所述芯體回縮機構(gòu)的操作時，由所述偏壓部件使所述芯體返回其在所述芯體回縮機構(gòu)操作之前的位置。
8.如權(quán)利要求1至7中之一所述的成分測量裝置，其特征在于，所述成分測量裝置包括一個用于保持所述芯體并將穿刺部件裝入其中的殼體，并且所述減壓部件使殼體中的所述容納空間處于減壓狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求1至8中之一所述的成分測量裝置，其特征在于，所述穿刺部件的操作和所述減壓部件的操作可基本上同時地開始。
10.如權(quán)利要求1至9中之一所述的成分測量裝置，其特征在于，所述芯體回縮機構(gòu)繼所述減壓部件的操作之后被操作。
11.如權(quán)利要求1至10中之一所述的成分測量裝置，包括移動距離確定部件，其用于確定由所述芯體回縮機構(gòu)使所述芯體移動的距離。
12.如權(quán)利要求1至11中之一所述的成分測量裝置，其特征在于，所述芯體具有用于與所述樣本采樣部分發(fā)生接觸的接觸部分，并且所述芯體以這樣一種方式使用，即，設(shè)在所述接觸部分內(nèi)側(cè)上的開口被所述樣本采樣部分封閉。
13.如權(quán)利要求12所述的成分測量裝置，其特征在于，所述樣本采樣部分施加部分具有一個樣本采樣部分施加表面，并且在將所述芯體安裝在所述成分測量裝置中的狀態(tài)下，所述接觸部分的遠端被布置在與所述樣本采樣部分施加表面基本上相同的位置上或從所述樣本采樣部分施加表面略微突出。
14.如權(quán)利要求1至13中之一所述的成分測量裝置，其特征在于，所述芯體包括試紙以及用于將血液供應到所述試紙上的血液通道。
15.如權(quán)利要求1至14中之一所述的成分測量裝置，其特征在于，所述試紙是一種用于血糖測量的試紙。
16.一種芯體，包括一個具有內(nèi)腔部分的芯體主體；以及一個呈環(huán)形突出的接觸部分，所述接觸部分被形成于所述芯體主體的遠端上，并且樣本采樣部分與所述接觸部分相接觸，其特征在于，至少所述接觸部分的遠端部分的厚度沿從其近端朝向其遠端的方向逐漸減少。
17.如權(quán)利要求16所述的芯體，其特征在于，所述接觸部分的遠端變尖。
18.如權(quán)利要求16或17所述的芯體，其特征在于，所述接觸部分包括位于其內(nèi)側(cè)上的內(nèi)壁表面和位于其外側(cè)上的外壁表面，并且所述內(nèi)壁表面和/或所述外壁表面是錐形的，由此所述接觸部分的厚度是變化的。
19.如權(quán)利要求18所述的芯體，其特征在于，在所述接觸部分的所述遠端附近位于所述內(nèi)壁表面和所述外壁表面之間的角度為0.5至60°。
20.如權(quán)利要求16至19中之一所述的芯體，其特征在于，所述芯體主體在其遠端部分的外圓周處具有一個凸緣，并且所述接觸部分的遠端沿遠端的方向從所述凸緣的遠端表面突出。
21.如權(quán)利要求16至20中之一所述的芯體，其特征在于，所述接觸部分的高度為0.1至5mm。
22.如權(quán)利要求16至21中之一所述的芯體，其特征在于，所述接觸部分在其遠端設(shè)有一個被制成打開所述內(nèi)腔部分的開口，以及在所述開口被所述樣本采樣部分封閉的狀態(tài)下，所述芯體與所述樣本采樣部分結(jié)合使用，該樣本采樣部分通過減少所述內(nèi)腔部分內(nèi)部的壓力而在壓力下被吸引在所述開口上。
23.如權(quán)利要求22所述的芯體，其特征在于，所述開口的開口面積為10到50mm2。
24.如權(quán)利要求16至23中之一所述的芯體，所述芯體包括穿刺針，該穿刺針具有穿過所述內(nèi)腔部分以便刺入所述樣本采樣部分的針尖。
25.如權(quán)利要求24所述的芯體，其特征在于，所述針尖可移動到在所述接觸部分的遠端附近或超過所述接觸部分的遠端的位置。
26.如權(quán)利要求16至25中之一所述的芯體，所述芯體包括試紙以及用于將樣本供應給所述試紙的樣本通道。
27.如權(quán)利要求16至26中之一所述的芯體，所述芯體在被安裝在成分測量裝置中的狀態(tài)下使用。
28.如權(quán)利要求27所述的芯體，其特征在于，所述成分測量裝置是一種如權(quán)利要求1至15中之一所述的成分測量裝置。
29.如權(quán)利要求1至15中之一所述的成分測量裝置，其特征在于，所述芯體是一種如權(quán)利要求16至26中之一所述的芯體。
全文摘要
一種用于在短時間內(nèi)可靠地測量血液中的特定成分并使用具有穿刺針的芯體的裝置，其特征為，包括被穿刺的樣本的采樣部分可被放置于其上的部分；用于操作穿刺針以穿刺放置有樣本采樣部分的部分的部件；用于在包含穿刺針的空間中并且在被穿刺針刺破的樣本的采樣部分處形成減壓狀態(tài)的部件；用于測量在從刺破部分中采集的血樣中的特定成分部件；以及用于在保持由減壓部件產(chǎn)生的所述減壓狀態(tài)的同時從樣本的采樣部分縮回芯體的機構(gòu)。
文檔編號A61B5/15GK1551743SQ0182364
公開日2004年12月1日 申請日期2001年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月19日
發(fā)明者園田耕一, 西川尚穗, 瀧浪雅夫, 夫, 穗 申請人:泰爾茂株式會社